MAKALAH GAS MULIA Sejarah Gas Mulia
Gas Mulia pertama kali ditemukan pada tanggal 18 Agustus 1868 oleh Pierre Janssen dan Joseph Horman Lockyer. Ketika sedang meneliti gerhana matahari total, mereka menemukan sebuah garis baru di spektrum sinar matahari. Mereka menyakini bahwa itu adalah lapisan gas yang belum diketahui sebelumnya, lalu mereka menamainya Helium. Pada tahun 1894, seorang ahli kimia Inggris bernama William Ramsay mengidentifikasi zat baru yang terdapat dalam udara. Sampel udara yang sudah diketahui mengandung nitrogen, oksigen, dan karbon dioksida dipisahkan. Ternyata dari hasil pemisahan tersebut, masih tersisa suatu gas yang tidak reaktif (inert). Gas tersebut tidak dapat bereaksi dengan zatzat lain sehingga dinamakan argon (dari bahasa Yunani argos yang berarti malas). Empat tahun kemudian Ramsay menemukan unsur baru lagi, yaitu dari hasil pemanasan mineral kleverit. Dari mineral tersebut terpancar sinar alfa yang merupakan spektrum gas baru. Spektrum gas tersebut serupa dengan garis-garis tertentu dalam spektrum matahari.
Pada saat ditemukan, kedua unsur ini tidak dapat dikelompokkan ke dalam golongan unsur-unsur yang sudah oleh Mendeleyev karena memiliki sifat berbeda. Kemudian Ramsey mengusulkan agar unsur tersebut ditempatkan pada suatu golongan tersendiri, yaitu terletak antara golongan halogen dan golongan alkali. Untuk melengkapi unsur-unsur dalam golongan tersebut. Ramsey terus melakukan penelitian dan akhirnya dengan mempelajari sifat-sifatnya, ia dapat menunjukkan bahwa gas-gas tersebut adalah unsur – unsur – unsur baru. yang sekarang dikenal sebagai unsur He, Ne, Ar, Kr, serta Xe (dari hasil destilasi udara cair). Kemudian unsur yang ditemukan lagi adalah radon yang bersifat radioaktif. Karena penemuaanya inilah, Ramsay memperoleh Hadiah Nobel pada tahun 1904. Pada masa itu, golongan tersebut merupakan kelompok unsur-unsur yang tidak bereaksi dengan unsur-unsur lain (inert) dan dibri nama golongan unsur gas mulia atau golongan nol. (purwoko.2009)
Di
tahun
1898,
Huge
Jerman Edelgas Jerman Edelgas untuk
Erdmann
menyatakan
mengambil tingkat
nama
Gas
kereaktifan
Mulia
Gas
( Noble Gas ( Noble Gas))
Mulia
yang
dari
sangat
bahasa rendah.
Nama Noble Nama Noble dianalogikan dari Noble dari Noble Metal Metal (Logam (Logam Mulia), emas, yang dihubungkan dengan kekayaan dan kemuliaan.
Sifat – Sifat Gas Mulia
Dengan konfigurasi elektron yang sudah penuh, gas mulia termasuk unsur yang stabil, artinya sukar bereaksi dengan unsur lain, sukar untuk menerim menerimaa elektron maupun untuk melepas elektron. Secara umum, sifat – sifat – sifat sifat unsur golongan gas mulia antara lain (Purwoko. 2009):
a. Afinitas Elektron
Dengan elektron valensi yang sudah penuh, unsur gas mulia sangat sukar untuk menerima elektron. Hal ini dapat dilihat dari harga afinitas elektron yang rendah.
b. Energi Ionisasi Ionisasi
Kestabilan unsur-unsur golongan gas mulia menyebabkan unsur-unsur gas mulia sukar membentuk ion, artinya sukar untuk melepas elektron. Perhatikanlah data energi ionisasinya yang besar sehingga untuk dapat melepas sebuah elektron (untuk dapat membentuk ion) diperlukan energi yang besar. Helium adalah unsur gas mulia yang memiliki energi ionisasi paling besar.
c. Jari-Jari Atom
Jari-jari atom unsur-unsur golongan gas mulia sangat kecil (dalam satu golongan, semakin keatas semakin kecil) sehingga elektron terluar relatif lebih tertarik ke inti atom. Oleh sebab itu, atom-atom gas mulia sangat sukar untuk bereaksi.
d. Wujud Gas Mulia
Titik didih dan titik leleh unsur-unsur gas mulia lebih kecil dari pada suhu kamar (250C atau 298 K) sehinga seluruh unsur gas mulia berwujud gas. Karena kestabilan unsur-unsur gas mulia, maka di alam berada dalam dalam bentuk monoatom monoatomik. ik.
Sifat – Sifat Gas Mulia
Dengan konfigurasi elektron yang sudah penuh, gas mulia termasuk unsur yang stabil, artinya sukar bereaksi dengan unsur lain, sukar untuk menerim menerimaa elektron maupun untuk melepas elektron. Secara umum, sifat – sifat – sifat sifat unsur golongan gas mulia antara lain (Purwoko. 2009):
a. Afinitas Elektron
Dengan elektron valensi yang sudah penuh, unsur gas mulia sangat sukar untuk menerima elektron. Hal ini dapat dilihat dari harga afinitas elektron yang rendah.
b. Energi Ionisasi Ionisasi
Kestabilan unsur-unsur golongan gas mulia menyebabkan unsur-unsur gas mulia sukar membentuk ion, artinya sukar untuk melepas elektron. Perhatikanlah data energi ionisasinya yang besar sehingga untuk dapat melepas sebuah elektron (untuk dapat membentuk ion) diperlukan energi yang besar. Helium adalah unsur gas mulia yang memiliki energi ionisasi paling besar.
c. Jari-Jari Atom
Jari-jari atom unsur-unsur golongan gas mulia sangat kecil (dalam satu golongan, semakin keatas semakin kecil) sehingga elektron terluar relatif lebih tertarik ke inti atom. Oleh sebab itu, atom-atom gas mulia sangat sukar untuk bereaksi.
d. Wujud Gas Mulia
Titik didih dan titik leleh unsur-unsur gas mulia lebih kecil dari pada suhu kamar (250C atau 298 K) sehinga seluruh unsur gas mulia berwujud gas. Karena kestabilan unsur-unsur gas mulia, maka di alam berada dalam dalam bentuk monoatom monoatomik. ik.
e. Kelarutan
Kelarutan gas mulia dalam air bertambah besar dari Helium (He) hingga Radon (Rn). Pada suhu 0 °C dalam 100 ml air terlarut 1 ml He, 6 ml Ar, dan 50 ml Rn.
Kereaktifan gas mulia akan bertambah seiring dengan bertambahnya nomor atom. Bertambahnya nomor atom akan menambah jari-jari atom pula. Hal ini mengakibatkan gaya tarik inti atom terhadap elektron terluar berkurang, sehingga lebih mudah melepaskan electron untuk ditangkap oleh zat lain. Menurut percobaan yang dilakukan Neil Bartlett dan Lohmann, gas mulia hanya dapat bereaksi dengan unsur Oksigen (O) dan Fosfor (F). Senyawa gas mulia yang ditemukan pertama kali adalah XePtF6. Berdasarkan urutan unsur golongan gas mulia dalam system periodic unsur, dapat disimpulkan bahwa:
o
Dalam satu golongan, jari-jari atom unsur-unsur golongan Gas Mulia dari atas ke bawah semakin besar karena bertambahnya bertamba hnya kulit yang yang terisi elektron.
o
Energi Ionisasi dari atas ke bawah semakin kecil karena gaya tarik inti atom terhadap elektron terluar semakin lemah.
o
Afinitas Elektron unsur-unsur Gas Mulia sangat kecil sehingga hampir mendekati nol.
o
Titik didih unsur-unsur Gas Mulia berbanding lurus dengan kenaikan massa atom.
o
Titik lebur unsur-unsur Gas Mulia mengikuti sifat titik didih.
Kereaktifan gas mulia
Unsur – unsur gas mulia merupakan unsur – unsur yang paling stabil (tidak reaktif) diantara semua unsur yang terdapat dalam system periodic unsur. Semua unsur gologan gas mulia berupa gas monoatomik pada temperature kamar, tidak berbau, tidak berwarna, tidak mudah terbakar dan juga gas yang tidak mendukung dalm proses pembakaran, mempunyai titik leleh dan titik didih yang rendah
Gas mulia dalam keadaan dasarnya memenuhi persyaratan untuk mencapai kondisi kestabilan kimia yakni (1) tidak memiliki elektron yang tidak berpasangan, (2) energi ionisasi sangat besar dan (3) afinitas elektronnya negative. Sehingga, kereaktifan unsur – unsur gas mulia sangat rendah. Konfigurasi elektron Gas Mulia dijadikan sebagai acuan bagi unsur-unsur lain dalam sistem periodic (Prakoso. 2009):
He
1s2
Ne
[He] 2s2 2p6
Ar
[Ne] 3s2 3p6
Kr
[Ar] 4s2 3d10 4p6
Xe
[Kr] 5s2 4d10 5p6
Rn
[Xe] 6s2 4f 14 5d10 6p6
2
10
18
36
54
86
Gas Mulia sangat stabil karena konfigurasi elektronnya memenuhi kaidah duplet (untuk Helium) dan oktet. Sehingga Gas Mulia dijadikan acuan bagi unsur-unsur lain dalam sistem periodik untuk kestabilan suatu unsur.
Akan tetapi, beberapa reaksi dapat terjadi jika kondisinya tersebut tidak dipenuhi sebagian. Meskipun energi ionisasi untuk atom gas mulia besar, nilainya menurun dalam urutan sebagai berikut, He (24.6 eV), Ne (21.6 eV), Ar (15.8 eV), Kr (14.0 eV) dan ionisasi energi untuk Xe adalah 12.1 eV, yang lebih kecil dari energi ionisasi untuk atom hidrogen (13.6 eV). Hal ini memberikan indikasi bahwa kondisi (2) tidak berlaku untuk Xe.
Dengan mencatat kecenderungan ini, N. Bartlet melakukan sintesis XePtF 6 dari Xe dan PtF 6 pada tahun 1962 dan juga N. H. Clasen memperoleh XeF4 melalui reaksi termal antara Xe dan F2 pada tahun 1962. Selanjutnya, XeF2, XeF6, XeO3, XeO4 dan beberapa senyawa gas mulia lainnya telah berhasil disintesis dan mengakibatkan hipotesis bahwa gas mulia adalah maka gugurlah anggapan bahwa gas mulia adalah
unsur yang tidak dapat bereaksi. Ion-ion dan atom-atom gas mulia yang tereksitasi (He*, Ne*, Ar*, Kr*, Xe:) tidak memenuhi kondisi (1)-(3) untuk kestabilan kimia dan mengakibatkan reaksi berikut dapat terjadi.
Dalam reaksi (a), He+ berlaku sebagai sebuah penerima elektron yang sangat kuat. Produk reaksi (b) disebut sebagai eksimer (excimer, excited dimers) yang digunakan sebagai osilasi laser. Reaksi dalam (c) adalah reaksi ionisasi yang berkaitan dengan tumbukan antara sebuah atom tereksitasi dan sebuah molekul yang disebut sebagai ionisasi Penning (Ohno. 2009)
2.1 HELIUM
Kata Helium berasal dari bahasa Yunani “ helios” = matahari. Unsur Helium pertama kali ditemukan pada 1868, oleh astronom Prancis bernama Pierre Jules César Janssen yang mendeteksi helium sebagai signatur garis spektral kuning yang tidak diketahui dari cahaya gerhana matahari. Janssen menemukan bukti keberadaan helium pada saat gerhana matahari total tahun 1868 ketika dia mendeteksi sebuah garis baru di spektrum sinar matahari. Lockyer dan Frankland menyarankan pemberian nama helium untuk unsur baru tersebut. Pada tahun 1895, Ramsay menemukan helium di mineral cleveite uranium. Pada saat yang bersamaan kimiawan Swedia Cleve dan Langlet menemukan helium di cleveite. Rutherford dan Roys pada tahun 1907 menunjukkan bahwa partikel-partikel alpha tidak lain adalah nukleus helium (Mohsin. 2005). Helium merupakan elemen kedua terbanyak di alam semesta. Helium dapat diproses dari gas alam, karena banyak gas alam yang mengandung gas helium. Secara spektroskopik, helium telah dideteksi keberadaannya di bintang-bintang, terutama di bintang yang panas. Pemfusian hidrogen menjadi helium menghasilkan energi yang luar biasa dan merupakan proses yang dapat membuat matahari bersinar secara terus-menerus. Kadar helium di udara sekitar 1 dalam 200,000. Walaupun unsure Heolium banyak
terdapat dalam berbagai mineral radioaktif sebagai produk-produk radiasi, sebagian besar pasokan helium untuk Amerika Serikat terdapat di sumur-sumur minyak Texas, Oklahoma, dan Kansas. Di luar AS, pabrik ekstraksi helium hanya terdapat di Polandia, Rusia dan di India (data tahun 1984) (Mohsin. 2005).
Helium merupakan unsur kedua terbanyak dan paling ringan di jagad raya dan salah satu unsur yang tercipta pada saat nukleosintesis Big Bang. Dalam Jagad Raya modern, hampir seluruh helium baru diciptakan dalam proses fusi nuklir hidrogen di dalam bintang. Di Bumi, unsur ini dapat terbentuk dari peluruhan radioaktif dari unsur yang lebih berat ( partikel alfa adalah nukleus helium). Setelah penciptaannya, sebagian besar Helium terkandung di udara (gas alami) dalam konsentrasi sampai 7% volume. Helium dimurnikan dari udara oleh proses pemisahan suhu rendah yang disebut distilasi fraksional (Hadiyanti. 2010). Helium merupakan gas yang ringan dan tidak mudah terbakar, tidak berwarna dan lebih ringan dari udara. Helium (He) ditemukan terdapat dalam gas alam di Amerika Serikat. Gas helium mempunyai titik didih yang sangat rendah sehingga pemisahan gas helium dari gas alam dilakukan dengan cara pendinginan sampai gas alam akan mencair (sekitar -156 0C) dan gas helium terpisah dari gas alam. Helium memiliki titik lebur paling rendah di antara unsur-unsur dan banyak digunakan dalam riset dengan suhu rendah (cyrogenic) karena titik leburnya dekat dengan 0 oK. Selain itu, unsur ini sangat vital untuk penelitian superkonduktor. Helium memiliki sifat unik, yaitu sebagai satu-satunya benda yang dalam keadaan cair tidak bisa diubah bentuknya menjadi benda padat hanya dengan menurunkan suhu. Unsur ini tetap dalam bentuknya yang cair sampai 0 derajat Kelvin pada tekanan normal, tetapi akan segera berbentuk padat jika tekanan udara dinaikkan. 3He dan 4He dalam bentuk padat sangat menarik karena keduanya dapat berubah volume sampai 30% dengan cara memberikan tekanan udara. Selain itu, specifikasi panas helium sangat tinggi. Berat jenis gas helium pada titik didih normal juga sangat tinggi. Molekul-molekul gasnya mengembang dengan cepat ketika dipanaskan ke suhu ruangan. Sebuah bejana yang diisi dengan gas helium pada 5 dan 10 Kelvin harus diperlakukan seakan-akan berisikan helium cair karena perubahan tekanan yang tinggi yang berasal dari pemanasan gas ke suhu ruangan.
Helium mempunyai 7 isotop yang telah diketahui: helium cair (He-4) yang muncul dalam dua bentuk: He-4I dan He-4II dengan titik transisi pada 2.174K. He-4I (di atas suhu ini) adalah cair, tetapi He-4II (di
bawah suhu tersebut) sangat berbeda dari bahan-bahan kimia lainnya. Helium mengembang ketika didinginkan, dan konduksi panas atau viskositasnya tidak menuruti peraturan-peraturan biasanya. Secara umum, sifat – sifat yang dimiliki oleh unsur elium adalah (Puput, dkk. 2008):
o
Nomor Atom : 2
o
Perioda : 1
o
Blok : s
o
Penampilan : Tak Berwarna
o
Massa Atom : 4,003 g/mol
o
Konfigurasi elektron : 1s2
o
Jumlah elektron di tiap kulit : 2
o
Elektron valensi : 2
o
Jari-jari Atom : 31 pm
o
Jari-jari Kovalen : 32 pm
o
Jari-jari Van der Waals : 140 pm
o
Energi Ionisasi : Pertama 2372,3 kJ·mol -1
o
Struktur Kristal : Heksagonal Tertutup
o
Fase : Gas
o
Massa jenis : (0 oC; 101,325 kPa) 0,1786 g/L
o
Titik lebur : (pada 2,5 Mpa) 0,95K (-272,93 oC, -458,0 oF)
o
Titik didih : 4,22 K (-268,93 oC, -452,07 oF)
o
Kapasitas kalor : (25 oC) 20,786 J/(mol.K)
Unsur Helium telah banyak digunakan oleh manusia, dantaranya adalah:
o
Sebagai gas tameng untuk mengelas
o
Sebagai gas pelindung dalam menumbuhkan kristalkristal
silikon
dangermanium,
serta
dan
dalam
memproduksi titanium dan zirkonium o
Sebagai agen pendingin untuk reaktor nuklir
o
Sebagai gas yang digunakan di lorong angin (wind tunnels)
o
Campuran helium dan oksigen digunakan sebagai udara buatan untuk para penyelam dan para pekerja lainnya yang
bekerja
di
bawah
tekanan
udara
tinggi.
Perbandingan antara He dan O 2 yang berbeda-beda digunakan untuk kedalaman penyelam yang berbeda beda. o
Helium lebih banyak digunakan dalam pengisian balon udara ketimbang hidrogen yang lebih berbahaya.
o
Helium digunakan dalam pengisian balon-balon raksasa yang memasang berbagai iklan perusahaan-perusahaan besar, termasuk Goodyear.
o
Helium sedang dikembangkan oleh militer AS untuk mendeteksi peluru-peluru misil yang terbang rendah. Badan Antariksa AS NASA juga menggunakan balon balon berisi gas helium untuk mengambil sampel atmosfer di Antartika untuk menyelidiki penyebab menipisnya lapisan ozon.
o
Helium cair digunakan sebagai zat pendingin karena memiliki titik uap yang sangat rendah.
o
Memberi tekanan pada bahan bakar roket.
2.2 NEON (Ne)
Neon
adalah
suatu unsur
kimia dalam tabel
periodik yang
memiliki
lambang
Ne
danhttp://id.wikipedia.org/wiki/Nomor_atom”>nomor atom 10. Neon termasuk kelompok gas mulia yang tak berwarna dan lembam (inert ). Unsur Neon pertama kali ditemukan oleh Ramsay dan Travers pada tahun 1898. Neon terdapat dalam atmosfer hingga 1:65000 udara. Dalam tabung vakum yang melepaskan muataaan listrik, unsur Neon akan menyala dengan warna nyala orange kemerahan. unsur Neon Memiliki kemampuan mendinginkan refrigerator 40 kali lipat lebih baik dari helium cair dan 3 kali lipat lebih baik dari hidrogen cair. Unsur Neon mempunyai sifat – sifat (Puput, dkk. 2008): o
Nomor Atom : 10
o
Perioda : 2
o
Blok : p
o
Penampilan : Tak Berwarna
o
Massa Atom : 20,1797 g/mol
o
Konfigurasi elektron : [He] 2s 2 2p6
o
Jumlah elektron di tiap kulit : 2 8
o
Elektron valensi : 8
o
Jari-jari Atom : 38 pm
o
Kovalen : 69 pm
o
Van der Waals : 154 pm
o
Energi Ionisasi : Pertama 2080,7 kJ·mol -1
o
Struktur Kristal : Kubus
o
Fase : Gas
o
Massa Jenis : (0 0C ; 101,325 kPa) 0,9002 g/L
o
Titik Lebur : 24,56 K (-248,59 0C, -415,46 0F)
o
Titik Didih : 27,07 K (-246,08 0C, -410,94 0F)
o
Kapasitas Kalor : (25 0C) 20,78 J/mol K
o
Kerapatan : (25 0C) 1,207 g/ml
o
Tekanan Uap
P / Pa
1
10
100
1K
10 K
100 K
Pada T / K
12
13
15
18
21
27
Neon dapat diperoleh dengan mencairkan udara dan melakukan pemisahan dari gas lain dengan penyulingan bertingkat (Anonimous1. 2008). Pada tahap awal, CO 2 dan uap air dipisahkan terlebih dahulu. Kemudian udara diembunkan dengan memberikan tekanan 200 atm diikuti pendinginan cepat. Sehingga sebagian besar udara akan berada dalam fasa cair dengan kandungan Gas Mulia yang lebih banyak, yaitu 60% Gas Mulia (Ar, Kr, Xe) dan sisanya 30% O2 dan 10% N 2. Sisa udara yang mengandung He dan Ne tidak mengembun karena titik didih kedua gas tersebut sangat rendah. Gas He dan Ne akan terkumpul dalam kubah kondensor sebagai gas yang tidak terionisasi (tidak mencair). Neon adalah unsur yang tidak mudah bereaksi (inert). Namun, dilaporkan bahwa Ne dapat bersenyawa dengan fluor. Namun, hal tersebut masih menjadi pertanyaan apakah senyawa Neon tersebut benar – benar ada meskipun terdapat bukti yang menunjukkan keberadaan senyawa tersebut. Ion Ne +, (NeAr)+, (NeH)+, dan (HeNe+) diketahui dari analisis spektrofotometri optik dan spektrofotometrik massa. Neon juga membentuk hidrat yang tidak stabil (Anonimous1. 2008). Beberapa penggunaan unsur Neon dalam kehidupan sehari – hari: o
Neon dapat digunakan untuk pengisian bola lampu di landasan pesawat terbang. Karena Ne menghasilkan cahaya terang dengan intensitas tinggi apabila dialiri arus listrik.
o
Neon cair digunakan juga sebagai zat pendingin, indicator tegangan tinggi, penangkal petir, dan untuk pengisi tabung-tabung televisi.
o
Neon digunakan sebagai penangkal petir dan pengisi tabung-tabung televisi.
o
Neon dapat digunakan untuk pengisi bola lampu neon.
2.3 ARGON (Ar)
Argon adalah suatu unsur kimia yang disimbolkan dengan huruf Ar. Argon mempunyai nomor atom 18 dan merupakan unsur ketiga dari golongan VIII A pada sistem periodic unsure. Unsur Argon pertama kali ditemukan oleh seorang ahli kimia Inggris bernamaWilliam
Ramsay pada tahun 1894. Dia
mengidentifikasi zat baru yang terdapat dalam udara. Sampel udara yang sudah diketahui mengandung nitrogen, oksigen, dan karbon dioksida dipisahkan. Ternyata dari hasil pemisahan tersebut, masih tersisa suatu gas yang tidak reaktif (inert ). Gas tersebut tidak dapat bereaksi dengan zat-zat lain sehingga dinamakan argon (dari bahasa Yunani argos yang berarti malas). Argon terdapat pada di atmospher dengan jumlah yang cukup kecil. Argon tidak baik dibawa keluar laboratorium karena argon sangat berharga dan berguna jika disimpan dalam silinder pada tekanan tingg. Unsur argon terdapat dalam atmospher bumi sebesar 0,93 % yang merupakan unsur gas mulia yang terbanyak di bumi. Isotop utama dari argon yang ditemukan dalam bumi adalah
40
Ar (99.6%), 36Ar
(0.34%), dan 38Ar (0.06%). Jumlah unsur Argon terus bertambah sejak bumi terbentuk karena Kalium 40K yang radioaktif dapat berubah menjadi Argon secara alami, dengan waktu paruh 1.25 x 10 9 tahun, Dalam atmospher, 39Ar terbentuk dengan aktifitas sinar kosmik.
37
Ar dapat terbentuk dari peluruhan 40Ca sebagai
hasil dari ledakan nuclear permukaan yang memiliki waktu paruh 35 hari. Meskipun argon merupakan gas mulia yang bersufat stabil. Akan tetapi, telah ditemukan bahwa argon mempunyai beberapa bentuk senyawa. Sebagai contoh adalah pembuatan senyawa argon hidrofluorida (HArF), suatu senyawa setengah stabil dari argon dengan hydrogen dan fluorin.
Ar + H + F → HArF
Senyawa ini ditemukan dan dibuat melalui riset dan penelitian pada universitas Helsinki tahun 2000. Meskipun pada keadaan groundstate netral, namun senyawa HArF keberadaannya terbatas. Argon dapat berebtuk klathrat dengan air ketika atom-atomnya terikat pada kisi-kisi molekul air. Selain itu, ditemukan pula senyawa ion ArH+dan ArF. Perhitungan teori sudah menunjukkan beberapa senyawa argon dapat menjadi stabil namun dengan sintesis yang tidak gampang dan diketahui. Dalam air, Argon mempunyai kelarutan yang sama dengan gas oksigen (O 2) dan 2.5 kali lebih besar dari pada gas nitrogen. Argon adalah unsur yang tidak berwarna, kurang berbau, kurang berasa, dan tidak bersifat racun dalam bentuk gas dan cairan. Sifat – sifat umum yang dimiliki oleh unsur ini adalah (Puput, dkk. 2008): o
Nomor Atom : 18
o
Perioda : 3
o
Blok : p
o
Penampilan : Tak Berwarna
o
Massa Atom : 39,948 g/mol
o
Konfigurasi elektron : [He] 3s 2 3p6
o
Jumlah elektron di tiap kulit : 2 8 8
o
Elektron valensi : 8
o
Jari-jari Atom : 71 pm
o
Jari-jari Kovalen : 97 pm
o
Jari-jari Van der Waals : 188 pm
o
Keelektronegatifan : -
o
Energi Ionisasi : Pertama 1520,6 kJ·mol -1
o
Struktur Kristal : Kubus
o
Fase : Gas
o
Massa Jenis : (0 °C, 101,325 kPa) 1.784 g/L
o
Titik Lebur : 83,80 K (-189,35 °C, -308,83 °F)
o
Titik Didih : 87,30 K (-185,85 °C, -302,53 °F)
P / Pa
Pada T / K
1
o
Kapasitas Kalor : (25 °C) 20,786 J·mol -1·K -1
o
Panas peleburan : 1.18 kjmol -1
o
Panas penguapan : 6.43 kjmol -1
o
Kapasitas panas : 20.786 jmol -1K -1
o
Keadaan magnet : nonmagnetic
o
Tekanan Uap
10
100
1K
10 K
100 K
47
53
61
71
87
Beberapa manfaat dari unsur Argon yang selama ini telah digunakan adalah:
o
Digunakan dalam pengisian tabung pemadam kebakaran.
o
Sebagai gas pengisi dalam bola lampu cahaya listrik, karena argon tidak bereaksi dengan filament cahaya lampu pada temperatur tinggi.
o
Sebagai gas inert perisai dalam berbagai bentuk dari pengelasan, termasuk gas inert logam saat pengelasan dan gas pemortongan saat pengelasan. Sebagai gas inert logam, argon biasanya sering dicampur dengan CO 2
o
Sebagai pilihan gas pada plasma yang digunakan dalam ICP spectroscopy
o
Sebagai perisai yang tidak reaktif pada proses titanium dan unsur rekatif lainnya
2.4 KRIPTON
Kripton adalah elemen kimia dengan symbol Kr dengan nomor atom 36. Unsur Kripton ditemukan pada tahun 1898 oleh Ramsay dan Travers dalam residu yang tersisa setelah udara cair hampir menguap semua. Pada tahun 1960, disetujui secara internasional bahwa satuan dasar panjang, meter, harus didefinisikan sebagai garis spektrum merah oranye dari
86
Kr. Hal ini untuk menggantikan standar meter di
Paris, yang semula didefinisikan sebagai batangan alloy platina-iridium. Pada bulan Oktober 1983, satuan meter, yang semula diartikan sebagai satu per sepuluh juta dari kuadrat keliling kutub bumi, akhirnya didefinisi ulang oleh lembaga International bureau of Weights and Measures, sebagai panjang yang dilalui cahaya dalam kondisi vakum selama interval waktu 1/299,792,458 detik (Anonimous 2. 2008). Kripton terdapat di udara dengan kadar 1 ppm. Atmosfer Mars diketahui mengandung 0.3 ppm kripton. Kripton padat adalah zat kristal berwarna putih dengan struktur kubus pusat muka yang merupakan sifat umum pada semua gas muli (Anonimous 2. 2008). Unsur Kripton mempunyai sifat – sifat antara lain (Anonyuos3. 2009): o
Nomor Atom : 36
o
Perioda : 4
o
Blok : p
o
Penampilan : Tak Berwarna
o
Massa Atom : 83,798(2) g/mol
o
Konfigurasi elektron : [Ar] 3d10 4s2 4p6
o
Jumlah elektron di tiap kulit : 2 8 18 8
o
Struktur Kristal : Kubus
o
Elektronegativitas : 3,00 (skala Pauling)
o
Energi Ionisasi (detil) : 1350,8 kJ/mol
o
Jari-jari Atom : 88 pm
o
Jari-jari Kovalen : 110 pm
o
Jari-jari Van der Waals : 202 pm
o
Fase : Gas,
o
Massa Jenis : (0 °C; 101,325 kPa) 3,749 g/L
o
Titik Lebur : 115,79 K
o
Titik Didih : 119,93 K
o
Titik Kritis : 209,41 K, 5,50 Mpa
o
Kapasitas Kalor : (25 °C), 20,786 J/(mol·K)
o
Memiliki garis spektrum berwarna hijau terang dan oranye.
Gas kripton merupakan sejenis gas nadir, berwarna hijau dan mempunyai spectral berwarna jingga dan merupakan salah satu produk pembelahan uranium.. Kripton memiliki sifat inert (tidak reaktif) dan stabil, sehingga kripton berfungsi sebagai pelindung untuk melindungi material lain yang tidak stabil terhadap udara. Jumlah Kripton dalam ruang tidak pasti, seperti halnya jumlah yang diperoleh dari aktivitas yang meteoric dan ari angina badai matahari. Pengukuran dalam menentukan jumlah Kripton disarankan untuk melimpahkan Kripton di dalam suatu ruang (annymous 4. 2008). Di alam, kripton memiliki enam isotop stabil. Dikenali juga 1 isotop lainnya yang tidak stabil. Garis spektrum kripton dapat dihasilkan dengan mudah dan beberapa di antaranya sangat tajam untuk bisa dibedakan. Awalnya kripton diduga tidak dapat bersenyawa dengan unsur lainnya, tapi sekarang sudah ditemukan beberapa senyawa kripton. Kripton difluorida sudah pernah dibuat dalam ukuran gram dan sekarang sudah dapat disintesis dengan beberapa metode. Senyawa fluorida lainnya dari asam oksi kripton pun telah dilaporkan. Ion molekul dari ArK + dan KrH+ telah diidentifikasi dan diinvestigasi, demikian juga KrXe dan KrXe + pun telah memiliki beberapa bukti (Anonimous 2. 2008). Diantara manfaat dari unsur Kripton adalah: o
Digunakan dalam pengisian bola lampu blitz pada kamera.
o
Kripton dapat digabungkan dengan gas lain untuk membuat sinar hijau kekuningan yang dapat digunakan sebagai kode dengan melemparkannya ke udara.
o
Dicampurkan dengan Argon untuk mengisi lampu induksi
o
Digunakan dalam beberapa bola lampu khusus seperti bola lampu menara pada mercusuar, bola lampu landasan pacu bandara sebagai penerangan dan penunjuk jalan bagi pesawat terbang yang akan mendarat atau meninggalkan landasan di malam hari (Prakoso. 2009) o
Kripton bercahaya putih dapat digunakan untuk efek yang bagus dalam tabung gas warna.
o
Kripton bercahaya putih dapat digunakan untuk efek yang bagus dalam tabung gas warna,
o
85
Kr dapat digunakan untuk analisis kimia dengan
menanamkan isotop kripton dalam beragam zat padat. Selama proses ini, terbentuk kriptonate. Aktivitas kriptonate sangat sensitif dalam reaksi kimia
dalam
bentuk
larutan.
Karenanya,
konsentrasi reaktan pun jadi dapat ditetapkan. o
Kripton digunakan sebagai lampu kilat fotografi tertentu untuk fotografi berkecepatan tinggi.
2.5 XENON (Xe)
Xenon (Xe) adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Xe dan nomor atom 54. Xenon termasuk kelompok gas mulia yang tidak berwarna, dan tidak berbau. Xenon di temukan pertama kali oleh sir William Ramsey dan Morris William Travers (Prakoso. 2009). Sifat – sifat yang dimiliki oleh unsur xenon (Puput, dkk. 2008):
o
o
Nomor Atom : 54 Perioda : 5
o
Blok : p
o
Penampilan : Tak Berwarna
o
Massa Atom : 131,293(6) g/mol
o
Konfigurasi elektron : [Kr] 5s2 4d10 5p6
o
Jumlah elektron di tiap kulit : 2 8 18 18 8
o
Elektron valensi : 8
o
Struktur Kristal : Kubus
o
Elektronegativitas : 2,6 (skala Pauling)
o
Energi Ionisasi : 1170,4 kJ·mol -1
o
Jari-jari Atom : 108 pm
o
Jari-jari Kovalen : 130 pm
o
Van der Waals : 216 pm
o
Fase : Gas
o
Massa Jenis : (0 °C, 101,325 kPa) 5,894 g/L
o
Titik Lebur : (101,325 kPa) 161,4 K (-111,7 °C, 169,1 °F)
o
Titik Didih : (101,325 kPa) 165,03 K (-108,12 °C, 162,62 °F)
o
Kapasitas Kalor : (100 kPa, 25 °C) 20,786 J·mol-1·K -1
Anis (2009) menjelaskan bahwa unsur Xenon merupakan salah satu produk fisi yang cukup penting untuk diperhatikan keberadaannya, mengingat salah satu isotop Xenon, yaitu Xe-135 bersifat sebagai racun bagi reaktor. Xe-135 disamping dihasilkan langsung oleh inti uranium dari proses pembelahan Uranium-235 (U-235), juga dihasilkan dari peluruhan Iodium-135 (I-135). I- 135 tidak dihasilkan langsung dari proses pembelahan inti, tetapi dari peluruhan Telurium- 135 (Te-135).
Unsur – unsur golongan gas mulia merupakan unsur – unsur yang bersifat stabil dsan tidak r eaktif. Akan tetapi, unsur gas mulia seperti xenon dan kripton dapat bereaksi dengan senyawa lain membentuk
senyawa baru. Penemuan senyawa gas mulia dipelopori oleh Neil Bartlett pada tahun 1962. Ia meneliti senyawa platina(IV) fluoride dan mendapatkan sebagai agen oksidator yang sangat kuat yang mampu mengoksidasi gas dioksogen menjadi senyawa ionic O 2+PtF6-. Oleh karena energi ionisasi pertama xenon hamper sama denga energi ionisasi pertama dioksigen, Bartlett percaya bahwa senyawa kuning xenon analog dengan senyawa dioksigen dan dapat disintetis untuk membentuk Xe +PtF6-. Senyawa ini terbukti dapat disintetis meskipun rumusnya tidak sesederhana itu. Setelah itu, sintetesis senyawa gas mulis berhasil dikembangkan khususnya dengan unsur – unsur dengan keelektronegatifitas tinggi seperti unsur F dan O (Sugiarto. 2004). Pada tahun yang sama, Bartlett juga berhasil mensintesis senyawa xenon dengan rumus XeF 6 berwarna jingga-kuning. Selain itu, Xenon juga dapat bereaksi dengan fluor secara langsung dalam tabung nikel pada suhu 400 °C dan tekanan 6 atm menghasilkan xenon tetrafluorida, berupa padatan tidak berwarna dan mudah menguap. Xe( g ) + 2F2( g )
XeF4( s)
Xe, bereaksi dengan unsur yang paling elektronegatif, misalnya fluorin, oksigen, dan khlorin dan dengan senyawa yang mengandung unsur-unsur ini, misalnya platinum fluorida, PtF6. Walaupun senyawa xenon pertama dilaporkan tahun 1962 sebagai XePtF6, penemunya N. Bartlett, kemudian mengoreksinya sebagai campuran senyawa Xe[PtF6]x (x= 1-2). Bila campuran senyawa ini dicampurkan dengan gas fluorin dan diberi panas atau cahaya, flourida XeF 2, XeF4, dan XeF6 akan dihasilkan. XeF 2 berstruktur linear, XeF4 bujur sangkar, dan XeF 6 oktahedral terdistorsi. Walaupun preparasi senyawa ini cukup sederhana, namun sukar untuk mengisolasi senyawa murninya, khususnya XeF 4. Hidrolisis fluoridafluorida ini akan membentuk senyawa oksida. XeO 3 adalah senyawa yang sangat eksplosif. Walaupun XeO3 stabil dalam larutan, dimana larutannya adalah oksidator sangat kuat. Tetraoksida XeO4, adalah senyawa xenon yang paling mudah menguap. Senyawa M[XeF 8] (M adalah Rb dan Cs) sangat stabil dan tidak terdekomposisi bahkan dipanaskan hingga 400 oC sekalipun. Jadi, Xenon membentuk senyawa dengan valensi dua sampai delapan. Fluorida-fluorida ini digunakan juga sebagai bahan fluorinasi.
Table. Senyawa Xenon dengan Unsur yang Mempunyai Elektronegatifitas Tinggi
Formula
Name
O.S
m.p ( 0C)
Structure
XeF2
Xenon difluoride
+2
129
Linear
XeF4
Xenon tetrafluoride
+4
117
Square planar
XeF6 XeO3
Xenon hexafluoride
+6
49,6
Distorted Octahedron
XeO2F2
Xenon trioxide
+6
Explodes
Pyramidal (tetrahedral with one corner unoccupied)
XeOF4
+6
30,8
Trigonal bipyramidal (with one position unoccupied) Square pyramidal (octahedral with one position unoccupied)
XeO4 XeO3F2 Ba2[XeO3]4-
Xenon Tetraoxide
Barium perxenat
O.S = Oxidation state
m.p = melting point
+6
-46
+8
-35.9
Tetrahedral
+8
-54.1
Trigonal bipyramid
+8
dec.>300
Octahedral
Bentuk geometri yang dimiliki oleh senyawa dari unsur Xenon tergantung pada bilangan koordinasi dan adanya pasangan electron bebas yang dimilki oleh Xenon dalam senyawa tersebut. Pembentukan senyawa dari unsur Xenon dapat dijelaskan dengan konsep hibridisasi orbital. Seperti pembentukan XeF 2 yang dari hasil eksperimen mempunyai struktur geometri linear :
5s
5p
5d
Atom Xe (keadaan dasar): [Kr] 4d 10
5s
5p
5d
Atom Xe (keadaan eksitasi) [Kr] 4d 10
Sp3d
5d
Atom Xe (keadaan hibridisasi) [Kr] 4d 10
Sp3d
5d
Atom Xe (dalam XeF2) [Kr] 4d10
Untuk membentuk senyawa XeF 2, satu elektron pada orbital 5p harus dipromosikan ke sub kulit 5d yang diikuti dengan hibridisasi orbital 5s, 5p dan d x membentuk orbital hibrida sp 3d. Dua elektron yang tidak berpasangan tersebut akan digunakan untuk berikatan dengan dua unsur F. Pembentukan senyawa Xenon lain dapat dijelaskan pula dengan konsep hibridisasi seperti pada pembentukan senyawa XeF
2
Xenon Fluorida
Unsur xenon dengan fluorin akan membentuk tiga macam senyawa fluoride, yakni XeF 2, XeF4, dan XeF6 menurut persamaan reaksi: 400 oC, 1 atm
600 oC, 6 atm
Xe( g ) + 2F2( g )
XeF2( s)
(Xe berlebih)
300 oC, 60 atm
Xe( g ) + 2F2( g )
XeF4( s)
(Xe : F2 = 1 : 5)
Xe( g ) + 3F2( g )
XeF6( s)
(Xe : F2 = 1 : 20)
Ketiga senyawa Xenon fluoride tersebut berupa padatan putih dan stabil terhadap disosiasi menjadi unsur – unsurnya pada kondisi kamar. Gemetri senyawa – senyawa Xenon fluoride tersebut sesuai dengan bentuk ramalan geometri teori VSEPR.
Senyawa Xenon heksafluoride (XeF6) dengan enam pasangan electron ikatan dan satu pasangan electron menyendiri di seputar ion pusat Xe mempunyai konfigurasi AX 6E (A adalah unsur Xe, X adalah substituent yang terikat pada Xe dan E adalah pasangan electron bebas) membentuk struktur oktahedral terdistorsi.
Gambar 2.1 Kristal XeF6 Senyawa XeF6 dapat bereaksi dengan air ataupun dengan senyawa silika menghasilkan senyawa Xenon oksida: XeF6+ H2O
XeOF4 + 2H
XeF6+ Si2O2
XeOF4 + SiF4
Senyawa XeF6 dapat membentuk senyawa kompleks dengan senyawa lain misalkan RbF dan CsF: Rb+[ XeF7]-
XeF6 + RbF
50 oC
Dengan pemanasan, XeF 7 akan terdekomposisi menjadi: 2Cs+[ XeF7]-
XeF6 + Cs2[ XeF6]
Senyawa Xenon tetrafluoride (XeF4) mempunyai bilangan koordinasi 6 dengan empat pasangan electron ikatan
dan
dua
pasangan
electron
menyendiri
(AX 4E2)
membentuk
struktur bujur
sangkar .
Senyawa Xenon tetrafluoride (XeF4) dapat bereaksi dengan air membentuk senyawa xenon trioksida:
6 XeF4 + 12H2O
XeO3 + 4Xe + 3O2 + 24HF
Selain itu, senyawa XeF 4 dapat bereaksi dengan unsur/senyawa lain membentuk unsur Xe kembali: XeF4 +2SF4
Xe + 2SF6
XeF4 + Pt
Xe + PtF4
XeF4 + C6H6
Xe + C6H5F + HF
Senyawa kompleks yang terbentuk dari senyawa XeF 4 hanya dapat dijumpai dalam jumlah yang kecil Senyawa Xenon difluoride (XeF2) mempunyai bilangan koordinasi 5 dengan 2 pasangan electron ikatan dan
3
pasangan
electron
menyendiri
(AX 2E3)
mempunyai
struktur linear. Senyawa Xenon
difluoride (XeF2) dapat bereaksi dengan air membentuk unsur Xenon: 2 XeF2 + 2H2O
2Xe + O2 + 4HF
Senyawa XeF2 dapat membentuk kompleks dengan senyawa florida logam (florida yang berikatan dengan logam transisi) seperti: NbF 5, TaF5, RuF5, OsF5, RhF5, IrF5, dan PtF5. [XeF]+[MF6]-
XeF2 . MF5
[XeF]+[MF11]-
XeF2 . 2MF5
Xenon Oksida
Unsur Xenon dapat membentuk dua senyawa oksida, yakni Xenon trioksida dan Xenon tetraoksida. Senyawa Xenon tetraoksida berupa gas yang mudah meledak dengan struktur geometri tetrahedral. Senyawa ini dipreparasi dari reaksi antara barium perxenat dengan asam sulfat pekat menurut persamaan reaksi (Sugiarto. 2004): Ba2XeO64-(aq) + 2 H2SO4 (pekat)
2BaSO4(s) + XeO4(g) + 2H2O(l)
Xenon trioksida berupa padatan lembab cair, tidak berwarna, mudah meledak dan bersifat sebagai oksodator kuat dengan bentuk geometri segitiga piramida. Xenon trioksida berupa padatan lembab cair, tidak berwarna, mudah meledak dan bersifat sebagai oksodator kuat dengan bentuk geometri segitiga piramida dan dapat bereasi dengan basa encer menghasilkan ion hidrogenxenat: XeO3(s) + NaOH(aq)
Na+[HXeO4]-(aq)
(sodium xenate) Ion ini tidak stabil dan akan mengalami disproporsionasi menjadi gas xenon dan ion perxenat sesuai dengan reaksi:
[HXeO4]- (aq) + 2OH-(aq)
[XeO64-](aq)+ Xe (g) + O2(g) + 2H2O(l)
(ion perxenat) Senyawa Xenon trioksida dapat bereaksi dengan XeF 6 sesuai dengan persamaan reaksi: XeO3 + 2XeF6 XeO3 + XeOF4
XeOF4 2XeO2F2
Kombinasi Xenon untuk Penyimpanan Molekul Hidrogen (H2) Para ilmuwan di Carnegie Institution menemukan untuk pertama kalinya bahwa tekanan tinggi dapat digunakan untuk membuat materi unik penyimpanan hidrogen. Penemuan membuka jalan bagi cara baru untuk mengatasi masalah penyimpanan hidrogen ini (Anonimous. 2009) Para peneliti menemukan bahwa secara normal tidak reaktif, Kombinasi gas mulia xenon dengan molekul hidrogen (H2) di bawah tekanan berbentuk padat yang sebelumnya tidak dikenal dengan ikatan kimia yang tidak biasa. Percobaan pertama kalinya elemen-elemen ini digabungkan untuk membentuk senyawa yang stabil. Penemuan keluarga materi baru yang dapat meningkatkan teknologi baru hidrogen.
Maddury Somayazulu, kimiawan dari Carnegie’s Geophysical Laboratory, menjelaskan, “Unsur -unsur mengubah konfigurasi bila ditempatkan di bawah tekanan, seperti penyesuaian diri muatan sebagai pemenuhan elevator penuh. Kami mengendalikan serangkaian campuran gas xenon dalam kombinasi dengan hidrogen bertekanan tinggi dalam landasan sel berlian. Di sekitar 41.000 kali tekanan permukaan laut (1 atmosfer), atom-atom disusun menjadi sebuah struktur kisi yang didominasi oleh hidrogen, tetapi diselingi dengan lapisan terikat secara longgar pasang xenon. Ketika kita meningkatkan tekanan, seperti tuning radio, jarak antar ikatan pasangan xenon berubah seperti yang teramati di dalam metalik padat xenon.”
Para peneliti mengambarkan senyawa pada tekanan yang berbeda-beda dengan menggunakan difraksi sinar-X, inframerah, dan Raman spektroskopi. Ketika mereka melihat bagian dari struktur xenon, disadari bahwa interaksi xenon dengan hidrogen di sekitarnya bertanggung jawab atas stabilitas yang tidak biasa dan perubahan terus-menerus dalam jarak antar xenon sebagai tekanan yang disesuaikan dari 41.000 ke 255.000 atmosfer.
Para astrokimiawan dan geokimiawan telah lama penasaran dengan fakta bahwa gas mulia xenon itu jauh lebih sedikit ditemukan di atmosfir dan di kulit bumi dibanding di matahari (dilihat dari spektrum sinarnya) dan meteor-meteor. Satu penjelasan yang diberikan adalah bahwa unsur ini tersembunyi dalam senyawa kimia yang terbentuk pada temperatur dan tekanan yang sangat tinggi di inti bumi (Walaupun secara umum gas-gas mulia bersifat inert, akan tetapi sebagian dari mereka, terutama argon dan xenon dapat membentuk senyawa kimia) (Loudon. 2003)
Jules Verne, seorang novelis fiksi sains bangsa Perancis abad ke-19 pernah menulis buku dengan judul “Journey to the Center of the Earth” pada tahun 1864. Di dalam novel ini dia bercerita tentang seorang ilmuwan yang menemukan jalan menuju ke pusat bumi melalui gunung berapi yang sudah tidak aktif lagi. Ide yang dicetuskan Verne sangat maju untuk waktu itu. Bahkan sampai sekarang pun, keinginan manusia untuk menjelajahi perut bumi sampai ke dasarnya belum terealisasikan. Banyak para ilmuwan (termasuk kimiawan yang penasaran ingin membuktikan penjelasan tentang xenon di atas) yang ingin dapat ikut serta dalam penjelajahan tersebut kalau sudah ada kendaraan yang diciptakan khusus untuk ekspedisi ini.
Tetapi justru karena belum adanya kendaraan inilah, para geokimiawan di University of California, Berkeley putar otak untuk membuktikan penjelasan tersebut dengan cara lain. Satu tim ilmuwan yang dipimpin oleh Wendel A. Caldwell dan Raymond Jeanloz mencoba membuat senyawa kimia antara unsur besi dan xenon pada suhu 3000 K dan tekanan sampai 70 Gpa di dalam diamond anvil cell yang dipanasi dengan laser. Mereka memonitor hasilnya memakai teknik difraksi sinar X, yang pada prinsipnya adalah memonitor perubahan jarak antar atom-atom. Walaupun mereka berhasil melihat perubahan fase unsur xenon itu sendiri (yang biasanya memang terbentuk pada kondisi ekstrim yang mereka tiru di lab), tetapi mereka tidak mendeteksi terbentuknya senyawa antara xenon dan besi. Mereka pun menyelidiki lebih mendalam masalah ini memakai teori-teori kimia yang mereka kuasai. Ternyata setelah menghitunghitung senyawa hipotesa xenon dan besi, mereka berkesimpulan bahwa ikatan kimia yang terbentuk antara atom-atom Xe-Fe terlalu lemah dan energi yang dihasilkan tidak dapat melepas ikatan Fe-Fe yang lebih kuat.
para ilmuwan tersebut akhirnya menyatakan bahwa problem ini harus dijelaskan dengan mekanisme yang lain. Mereka berkesimpulan, “pola keberadaaan gas -gas mulia ini sepertinya terbentuk sebelum bumi dan
planet-planet lain terbentuk secara sempurna; bukannya berubah setelah itu karena terperangkapnya gasgas di inti bumi”.
Beberapa penggunaan Xenon dalm kehidupan sehari – hari adalah (Puput, dkk. 2008):
o
Xenon biasa digunakan untuk mengisi lampu blizt pada kamera.
o
Isotop-nya dapat digunakan sebagai reaktor nuklir.
o
Xenon dapat digunakan dalam pembuatan lampu untuk bakterisida (pembunuh bakteri).
o
Xenon digunakan dalam pembuatan tabung electron (Purwoko. 2009).
2.6 RADON (Ra)
Unsur Radon ditemukan pada tahun 1900 oleh Dorn, yang menyebutnya sebagai emanasi (pancaran) radium. Pada tahun 1908, Ramsay dan Gray, yang menamakannya niton, mengisolasi unsur tersebut dan menetapkan kerapatannya, kemudian diketahui bahwa unsur ini adalah gas terberat dari semua unsur yang telah ditemukan saat itu. Radon bersifat inert dan menempati posisi terakhir pada grup gas mulia pada Tabel Periodik. Sejak tahun 1923, unsur ini baru dinamakan radon ( Anonimous2. 2008). Radon
dapat
di
temukan
di
beberapa mata
air danhttp://id.wikipedia.org/wiki/Mata_air_panas”>mata air panas. Rata rata, terdapat satu molekul radon dalam 1 x 10 21 molekul udara. Kota Misasa, Jepang, terkenal karena mata airnya yang kaya dengan radium yang menghasilkan radon. Radon dibebaskan dari tanah secara alamiah, apalagi di kawasan bertanah di Granit. Radon juga mungkin dapat berkumpul di ruang bawah tanah dan tempat tinggal (Namun ini juga bergantung bagaimana rumah itu di rawat dan ventilasinya). Di dalam bumi, secara alamiah, terdapat radiasi alam, yang sudah ada sejak terbentuknya bumi. Sesuai dengan teori terbentuknya bumi, maka unsur berat akan berada di bagian dalam perut bumi, sedangkan unsur ringan akan berada di bagian luar. Gas radon berpotensi keluar dari perut bumi, karena berbagai peristiwa
geologi atau ulah manusia. Radon merupakan hasil peluruhan U-238, dan selanjutnya akan meluruh dengan memancarkan partilkel alfa dan membentuk isotop tak stabil Polonium-218 (padatan) dan selanjutnya menjadi Po-214 sampai akhirnya membentuk isotop stabil Pb-206 (Budi. 2009) Sifat – Sifat Unsur Radon
Radon adalah suatu unsur kimia dalam sistem periodik yang memiliki nomor atom 86. Radon merupakan unsur yang termasuk dalam golongan gas mulia dan juga unsur radioaktif. Rata-rata, satu bagian radon terdapat dalam 1 x 10 21 bagian udara. Pada suhu biasa, radon tidak berwarna, tetapi ketika didinginkan hingga mencapai titik bekunya, radon memancarkan fosforesens yang teerang, yang kemudian menjadi kuning seiring menurunnya suhu. Radon berwarna merah sindur pada suhu udara cair. Sifat-sifat yang dimiiki oleh unsur Radon (Puput, dkk. 2008): o
Nomor Atom : 86
o
Perioda : 6
o
Blok : p
o
Penampilan : Tak Berwarna
o
Massa Atom : (222) g/mol
o
Konfigurasi elektron : [Xe] 4f 14 5d10 6s2 6p6
o
Jumlah elektron di tiap kulit : 2 8 18 32 18 8
o
Elektron valensi : 8
o
Struktur Kristal : Kubus
o
Elektronegativitas : 2,2 (skala Pauling)
o
Energi Ionisasi : 1037 kJ·mol -1
o
Jari-jari Atom : 120 pm
o
Jari-jari Kovalen : 145 pm
o
Fase : Gas
o
Massa Jenis : (0 °C, 101,325 kPa) 5,894 g/L
o
Titik Lebur : 202 K (-71.15 °C, -96 °F)
o
Titik Didih : 211.3 K (-61.85 °C, -79.1 °F)
o
Kapasitas Kalor : (25 °C) 20.786 J·mol -1·K -1
o
Radon didapat dari disintergrasi Radium . 88Ra → 86Rn+2He
Unsur Radon mempunyai 20 isotop yang saat ini telah diketahui. Radon-222, berasal dari radium, memilliki paruh waktu 3.823 hari dan merupakan pemancar partikel alfa; Radon-220 berasal dari thorum dan disebut thoron, memiliki masa paruh 55.6 detik dan juga merupakan pemancar partikel alfa. Radon219 berasal dari actinium dan karenanya disebut actinon, memiliki masa paruh 3.96 detik dan termasuk pemancar alfa. Diperkirakan bahwa setiap satu mil persegi tanah dengan kedalaman 6 inch mengandung 1 gram radium, yang melepaskan radon dalam jumlah yang sedikit ke udara. Radon terdapat di beberapa air panas alam, seperti yang berada di Hot Springs, Arkansas.
Ancaman Unsur Radon
Indonesia, sebagai negeri vulkanik terkaya di dunia serta daerah gempa, mempunyai potensi ancaman besar dari gas radon ini. Radon akan mudah keluar ke permukaan berkaitan dengan aktivitas vulkanik. Pada suhu yang tinggi, radon akan terlepas dari perangkap batuan dan keluar melalui saluran yang ada. Sebuah penelitian yang dilakukan oleh BATAN (Sjarmufni dkk) yang dilakukan pada tahun 2001 dan 2002 di daerah Gunung Rowo dan patahan Tempur, Muria – Jawa Tengah, menunjukkan hasil pengukuran gas radon yang cukup signifikan. Gas tersebut terlepas sebagai akibat kegiatan magmatik dan aktivasi patahan. Pengukuran menunjukkan bahwa aktivitas gas radon mencapai sekitar 10-50 pCi. Zonazona patahan dan rekahan (sheared fault zone), juga perlu diwaspadai karena merupakan jalan yang baik bagi radon untuk lepas ke permukaan.
Radon bersifat sangat toksik, dikarenakan sifat radioaktivitasnya yaitu sebagai pemancar zarah alfa. Selain karena radiasi alfa dari radon itu sendiri, anak luruh radon seperti polonium yang juga radioaktif dan Pb-204 yang bersifat toksik akan terdeposit di paru-paru. Gas radon dapat masuk ke dalam paru-paru kita ketika kita menghirup udara (inhalasi). Sel didominasi oleh air, sehingga interaksi radiasi dengan air akan menghasilkan berbagai ion, radikal bebas dan peroksida yang bersifat oksidator kuat. Molekulmolekul protein, lemak, enzim, DNA dan kromosom ini akan terserang oleh radikal bebas dan peroksida, dalam proses biokimia, yang akan berakibat pada efek somatik dan genetik.
Dalam sebuah eksperimen yang dilakukan oleh Bradford D. Loucas, seorang ilmuwan dari Columbia University, Amerika Serikat, penyinaran radiasi partikel alfa dengan energi 90 keV/mm telah mengakibatkan pengaruh yang signifikan pada kondensasi dan fragmentasi kromosom. Bandingkan dengan partikel alfa yang dipancarkan oleh anak luruh radon di dalam jaringan yang setara dengan 90 sampai 250 keV/mm.
Selain itu, unsur Radon merupakan gas yang bersifat karsinogen. Radon harus ditangani dengan hati-hati seperti bahan material radioaktif lainnya. Bahaya langsung radon berasal dari masuknya radon lewat jalan pernafasan dalam bentuk gas ataupun debu radon di udara. Ventilasi yang baik harus dipersiapkan di mana radium, torium atau actinium disimpan untuk mencegah bertambahnya radon. Bertambahnya radon (radon build-up) merupakan salah satu pertimbangan dalam pertambangan uranium. Baru -baru ini, radon build-up telah dikhawatirkan terdapat di rumah-rumah. Terpapar dengan radon dapat menyebabkan kanker paru-paru. Di Amerika Serikat, sangat direkomendasikan tindakan perbaikan bila udara di rumah mngandung Radon sebesar 4 pCi/l. Gejala yang terjadi sangat lambat, sehingga sulit untuk mendeteksinya (no immediate symptoms). Menurut hasil penelitian di Amerika Serikat, gas radon memberikan kontribusi terjadinya kanker paru paru sejumlah 7000 sampai 30.000 kasus setiap tahunnya. Organisasi kesehatan dunia (WHO) dan EPA (Environmental Protection Agency) telah mengklasifikasikan gas radon sebagai bahan karsinogen (penyebab kanker) ”kelas A”, dan di Amerika Serikat termasuk penyebab kanker paru ke dua setelah rokok. Pernyataan ini telah didukung oleh studi epidemiological evidence para pekerja tambang yang terpapar radiasi dari gas radon secara lebih intensif, melalui uji cause-effect antara paparan radon dan angka kematian kanker paru-paru (dose and respon curve). Efek radon dalam jumlah aktivitas yang kecil (dari alam), bersifat probabilistik (stokastik), artinya peluang atau kebolehjadian terkena efek tergantung pada dosis yang diterima. Semakin besar dosis yang diterima, berarti peluang terkena kanker paru-paru akan semakin besar, namun tidak ada kepastian untuk terkena efek tersebut. Meskipun risiko gas radon bersifat probabilistik, namun angka penderita kanker paru-paru akibat paparan gas radon tersebut harus tetap kita waspadai. Terlebih, kita tinggal di daerah vulkanik dan rentan gempa, yang sangat memungkinkan terjadinya emanasi gas radon. Asap rokok dikombinasikan dengan paparan radiasi radon akan memberikan efek sinergistik terjadinya kanker paru.
